[发明专利]一种基于鸟群算法的马达组合压力缓冲槽结构设计方法

说明书

本发明是一种基于鸟群算法的马达配流盘组合压力缓冲槽结构的设计方法，它的主要步骤包括：步骤一：建立组合压力槽下连续回转电液伺服马达密封容腔数学模型；步骤二：确定适应度函数C(i)，运用鸟群优化算法对组合压力槽结构进行优化，得到组合压力槽的最优深度和深度角尺寸；步骤三：建立连续回转电液伺服马达组合压力槽下内流场模型；步骤四：马达内流场模型的网格划分；步骤五：利用FLUENT软件对组合压力槽下马达内流场模型的降压过程进行分析。通过该方法得到的最优组合压力缓冲槽结构，从而有效地缓解连续回转电液伺服马达换向时的压力冲击，对连续回转电液伺服马达的研制和发展具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及电液伺服马达旋转过程中产生的压力冲击领域，具体公开了一种基于鸟群算法的马达组合压力缓冲槽结构设计方法。

背景技术

连续回转电液伺服马达转动过程中叶片在高低压腔间不断切换，势必会引起压力冲击，从而对马达叶片造成磨损，甚至对马达的低速性能产生影响。为了降低连续回转电液伺服马达在工作时产生的压力冲击，目前最常用的方法是在马达配流盘上设置缓冲槽，缓冲槽的形状有孔型、半圆形和T型等。由于三角槽节流面积的大小与流量倒灌和压力冲击有关，为了更好的降低压力冲击，本发明公开了一种基于鸟群算法的马达组合压力缓冲槽结构设计方法，运用鸟群算法，对组合压力缓冲槽结构的深度和深度角进行了优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了降低压力冲击对连续回转电液伺服马达低速性能的影响，设计了一种U型槽前端加三角槽结构的组合压力缓冲槽结构，并用鸟群算法确定其深度和深度角的最优结构尺寸。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

步骤一：建立连续回转电液伺服马达密封容腔数学模型。

步骤二：确定鸟群所在位置C(i)，运用鸟群优化算法对组合压力槽结构进行优化，得到组合压力槽的最优深度和深度角尺寸；

(1)建立组合压力槽下连续回转电液伺服马达密封容腔的数学模型，得到连续回转电液伺服马达的压力梯度，将组合压力槽的深度和深度角值作为判定值C(i1)C(i2)，马达在降压过程中的压力梯度作为目标函数；(2)在连续回转电液何服马达降压过程中，把马达叶片旋转角度、组合压力缓冲槽的深度和深度角尺寸为约束条件；(3)以连续回转电液伺服马达在长半径圆弧区域降压过程中的压力梯度为判定函数，初始化鸟群优化算法的各基本参数，如鸟群的总数、鸟类的粒子维度、最大的迭代次数、鸟类的飞行频率、觅食概率等参数，运用鸟群优化算法对马达配流盘组合压力槽进行优化。

步骤三：组合压力槽下马达内流场模型的建立与网格划分；

步骤四：利用FLUENT软件对组合压力槽下马达内流场模型的降压过程进行分析；(1)选择32#抗磨液压油；(2)指定进出口压力为6.5MPa、3.5MPa；(3)选k-ε湍流模型；(4)运用FLUENT软件进行计算，得到连续回转电液伺服马达叶片旋转角度为0°、0.4°、0.8°、1.2°、1.6°、2°、2.4°、2.8°以及3.2°时三角槽和组合压力槽下的计算结果；(5)通过计算结果得到压力变化曲线和压力梯度变化曲线。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

本发明设计了一种U型槽前端加三角槽的组合压力槽结构，并用鸟群优化算法对配流盘组合压力槽结构尺寸进行优化，从而得到最佳的组合压力槽结构，本发明的优点是降低马达叶片在高低压腔切换时的压力冲击，保证其压力过渡平稳，对连续回转电液伺服马达的研制具有十分重要的意义。

附图说明

图1是马达密封容腔结构图。

图2是三角槽结构示意图。

图3是U型槽结构示意图。

图4是组合压力缓冲槽结构图。

图5是目标函数优化曲线图。